竹子“变身”高透光电磁屏蔽材料******
竹材是一种常见的生物质材料,具有可持续性、生长速度快、资源丰富等优点,被广泛用于家具制造及家居装饰用材领域。但是,你见过透光竹材吗?它不仅透光还可以隔热、保温、屏蔽电磁,这样神奇的材料是怎么制成的呢?
近日,南京林业大学家居与工业设计学院吴燕教授领衔的课题组,通过一种简单高效的处理方式,将竹材转化为具有良好光学性能的透光原竹和透明竹片,同时保留了原竹天然形状和纤维素骨架结构。日前,相关研究论文发表于国际期刊《纳微快报》。
科技创新将竹材利用最大化,竹材逐渐作为木材、塑料、钢筋等材料的替代品被开发利用,形成了重组竹、竹编工艺品、竹纤维制品、竹碳制品等100多个系列上万个品种,竹材产品已经覆盖生产生活的各个领域。我国是世界竹材产品生产、贸易第一大国,2020年,全国竹产业产值近3200亿元。
随着人们对家居环境个性化装饰需求的日益增多,将竹材等环保材料转化为新型材料的研究越来越多,吴燕课题组的研究便是其中之一。
论文第一作者王晶介绍,透光竹材的制备主要分为两个步骤,第一步是去除发色基团,第二步是浸渍折射率与竹纤维素模板相同的聚合物。
由于竹材的孔隙率较低,竹材去除木质素和浸渍聚合物的时间比巴沙木、杨木等密度较小的木材要长,因此制备具有一定厚度的透光竹材是一项挑战。
该课题组选取5年生毛竹为原材料,将去青后的原竹浸泡在过氧化氢和乙酸混合溶液中,再利用简单的化学预处理脱除原竹中的木质素,木质素的去除会导致更多孔隙出现,有利于下一步的填充过程。最后向竹纤维素模板中填充折射率指数与其相匹配的树脂,再经过快速固化工艺,一款具有优异光学传输性能、抗拉伸性能、表面装饰性和美学价值的透光竹材便应运而生了。与其他不同聚合物浸渍方法制备的生物质透明样品相比,透光原竹固化时间非常短,因此显示出显著的快速制备加工潜力。
“此类将原竹直接加工成竹纤维素模板再合成透明材料的方法,将大大减少前期原料机械加工和后期原料成型的步骤,不仅减少了能耗,也减少石化资源的浪费。”吴燕说。同时,这个方法还可以用于处理其他高密度、低孔隙率的生物质材料。
据介绍,透光竹材的壁厚可达6.23毫米,透光率约60%,照度为1000勒克斯,吸水质量变化率小于4%,纵向抗拉强度达到46.40兆帕,表面性能为80.2HD(布氏硬度计测试出来的硬度单位)。
吴燕教授领衔的课题组将透光原竹与透明竹片、电磁屏蔽膜组成一款复合器件,整体结构类似于常见的蜂窝板,其中透光原竹充当核心骨架、透明竹片为面板、锡掺杂氧化铟薄膜为功能层。
经过研究发现,这款复合器件可表现出显著的隔热、保温性能以及电磁屏蔽性能,在家居与建筑装饰材料领域具有广阔前景。(记者 张 晔 通讯员 方彦蘅 姚会春)
花丝织就锦绣 镶嵌内有乾坤******
金丝翼善冠
“繁花锦绣”捧盒 吴燕
“好事成双”柿子捧盒 吴燕
【艺术手札】
花丝镶嵌制作技艺作为“燕京八绝”之一,于2008年被列入第二批国家级非物质文化遗产名录。花丝镶嵌又称细金工艺,是“花丝”和“镶嵌”两种制作技艺的结合,作为中华民族历史上的千载古艺,其精致、细腻、华丽的特色代表了金银器传统工艺的巅峰。
当人们看到一件花丝镶嵌作品时,往往无法用语言来形容它的美。360度全景观看,每个角度都婀娜多姿,美轮美奂,仿佛不是人为,而出自天工。但人们对花丝镶嵌的了解相对匮乏,即便在北京,对它的认知度也并不算高。究其原因,一方面是因为其工艺繁复、用料昂贵,古时多为皇家所用,百姓在民间很难见到;另一方面是其制作过程漫长而枯燥,需要具有虔诚之心及坚定意志的人来完成,很多人往往沉不住气,半途而废。
我国的花丝镶嵌制作技艺成熟于秦汉时期,出土的汉代花丝镶嵌器物数量相对较多,到东汉时制作技艺更加成熟。魏晋南北朝至唐宋元时期,该制作技艺得到不断发展与完善。唐朝国力强盛,经济繁荣,文化发达,花丝镶嵌制作技艺进入全新的发展阶段。两宋时期,金银器的制作风格不再像唐代那样气势恢宏、雍容华贵,而是追求新颖雅致的格调,充满了生活气息,具有典型的时代特色。到了元代,北方游牧民族的花丝镶嵌制作工艺则较为简洁,讲究实用性。
明代万历皇帝的金丝翼善冠,被认为是中国古代花丝镶嵌制作技艺的代表作之一。精妙细腻的花丝镶嵌工艺一直为宫廷御用,所谓“花丝万缕织金冠,妙手镶嵌有乾坤”,正是对这项精妙工艺的高度概括。可以说,花丝镶嵌织就了一部古代皇家珠宝史。及至清代,皇家金银器的制作更加奢华,追求雍容华贵、富丽堂皇之感。
正是经历了明清两代的发展,皇城脚下才形成了当今独特的北京花丝镶嵌制作技艺。北京的花丝镶嵌工艺最为齐全,发展出了独特的皇家宫廷艺术风格,以编织、堆垒等技艺见长。一件精美的花丝镶嵌工艺品往往是多种工艺的结合,制作工序极为复杂。首先要制成胎型,施以花丝、锼、錾等工艺,再经烧焊,制成半成品,然后经过酸洗、烧蓝、镀金、压亮、镶嵌等工序才算最终完成。
近年来,随着国家对中华传统非遗文化的重视以及文化自信的不断增强,我们欣喜地看到,非遗国礼频频亮相国际展会,中国传统非遗技艺展演等活动层出不穷,“大国工匠”的评选与技术交流、工艺美术实训基地的建立以及非遗技艺进入中小学校园……非遗技艺作为中华优秀传统文化的载体,得到了继承与发扬,薪火相传、后继有人。
在当今的市场经济环境下,非遗传统技艺产品想要突出重围,获得一席之地,就要从思维上创新,从技术上改良。通过多年来对工艺的探索以及从事产品开发积累的经验,我认为工艺美术产品在创新过程中要遵循艺术与市场的发展规律,创新既要体现出工艺的特色、时代的特征,同时在设计理念上还要符合当今市场的需求,精准定位,适时转变发展的方向。
传统的花丝镶嵌技艺因消耗较多的贵金属材料与人工成本,价格过高,制作周期较长,难以得到市场认可。怎样才能突破这一瓶颈呢?可以从材料的选择以及搭配比例上进行调整。笔者在创作“好事成双”柿子捧盒时,便融入了将贵金属与其他材质相结合的理念。在拟定设计方案时,我选用了传统中式的红与金二色,给人以高贵典雅的享受。盒盖部分运用花丝镶嵌工艺,大面积的盒身则选用铜胎景泰蓝工艺。花丝的金与景泰蓝的红相映生辉,端庄大气,同时也节约了材料成本,两全其美。
在设计“有凤来仪·凤冠套装”时,我则运用3D建模技术进行了最初设计效果图的制作,不仅可以快速呈现出产品各角度的效果,还可以及时调整产品结构中不妥当的地方,比手工制作完成之后再调整要节约出大量的时间和精力。在实际制作中,我将手工工艺与机制工艺相结合,最终的呈现效果毫不逊色于纯手工制作,不仅节省了大量人工成本,且能够形成量产,便于销售。这些产品试制的成功案例,很大程度上增强了我们工艺美术从业人员的信心。在当今的信息时代,适当地引入计算机辅助手段,改变传统设计制作的流程,这些技术变革大大促进了传统工艺美术产品的创新与发展。
弘扬中华优秀传统文化,传承工艺美术非遗技艺,希望有更多的人能够爱上花丝镶嵌并将其传承下去,让这项巧夺天工的古老技艺继续在人间闪耀着迷人的光彩。
(作者:吴燕,系北京工艺美术大师、北京市高级工艺美术师)